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Materiali organici per fotonica ed optoelettronica

Luca Beverina

Materiali altamente coniugati per applicazione in dispositivi fotoconduttori, fotovoltaici ed elettrocromici

I composti organici ad elevata coniugazione hanno guadagnato enorme rilevanza quali componenti attive ad alte prestazioni in dispositivi come OLEDs, OFETs, celle solari, sensori, fotorivelatori, sistemi elettrocromici, coperture antistatiche ed attuatori. Gran parte delle applicazioni citate sono basate sulla particolare natura degli stati carichi dei semiconduttori organici. Questi ultimi mostrano infatti un forte accoppiamento elettrone-fonone e una dipendenza delle proprietà ottiche dal processo di drogaggio.

Il gruppo è impegnato nel design e nella sintesi di materiali innovativi capaci di:

  • cambiare colore a seguito di processi di ossidoriduzione multipli (materiali elettrocromici);
  • convertire la luce solare in corrente elettrica (celle solari);
  • mostrare una efficiente fotoconduttività nella finestra spettrale del vicino IR (fotorivelatori);
  • assorbire la luce su tutta la porzione visibile dello spettro solare, convertendola e concentrandola efficientemente come luminescenza (concentratori solari luminescenti).


Concentratori solari luminescenti

L'energia solare avrebbe potenzialmente un enorme impatto economico ma risulta ancora poco sfruttata, a causa dell'alto costo dei dispositivi di conversione basati su silicio. L'efficienza di un dispositivo fotovoltaico standard, inoltre, dipende dall'angolo di incidenza della luce e dalla sua intensità. I concentratori solari luminescenti (LSCs) potrebbero rappresentare una fonte di risparmio nella filiera di produzione dell'energia , grazie alla capacità di operare anche in condizioni di luce diffusa.  Detti concentratori sono costituiti da lastre di materiale trasparente ad alta qualità ottica, in cui sono disperse specie fluorescenti. Le molecole assorbono la luce incidente e riemettono luce di fluorescenza che vienne indirizzata verso I bordi della lastra tramite effetto guida d'onda. La luce viene così concentrata su una piccola superficie, sulla quale può essere posta una cella solare ad alta efficienza, riducendo così drasticamente la quantità di materiale pregiato.

Beverina


Materiali coniugati per optoelettronica

Lo studio approfondito delle relazioni struttura proprietà nei materiali coniugati è centrale nel campo di ricerca innovativo dell'elettronica molecolare, così come per altre interessanti applicazioni in settori di ricerca normalmente associati ai semiconduttori inorganici, come le telecomunicazioni a lungo raggio e ad alta velocità. Il nostro gruppo vanta una grande esperienza nella sintesi e nella caratterizzazione del comportamento supramolecolare di materiali organici ad alte prestazioni applicabili nel campo dei modulatori elettro-ottici.

Ulteriori attività

  • Fotoresists
  • Batterie organiche ricaricabili
  • Chelati di lantanidi
  • Sensibilizzatori di ossigeno di singoletto